Jose Piratilla algunas de las hipótesis que planteas ahí no son correctas. Si hubiese algún físico las podría aclarar mejor.
La varilla no puede ir más rápido que las gomas ya que la aceleración que recibe la varilla es debido a las gomas. Si consideramos a las gomas como un elástico que es lo que es realmente. La energía que puede acumular la goma, las gomas o el sistema neumático es lo que hay que calcular como energía potencial en este caso como potencial elástica. Esa misma energía potencial será la misma convertida en cinética una vez la goma deje de actuar. Es decir, una vez las gomas han terminado su recorrido ya no hay ninguna fuerza ni la varilla acelerara por si sola, lo que hará es perder velocidad progresivamente que dependerá simple y llanamente del rozamiento y caerá, en caso de un tiro horizontal debido a la gravedad. Si dispararamos un fusil en el espacio daria igual y el tiro sería infinito.
Bueno, ese es el punto que más dudas me plantea. Yo creo que la energía potencial elástica no se transfiere 100 % a la varilla en forma de cinética y que hay unas pérdidas. En un entorno ideal, sí que sería la misma.
Un elástico tiene un punto de reposo. En un entorno ideal, en ese punto el elástico tiene velocidad máxima. a partir de ese punto un elástico ideal ya no transfiere energía al proyectil. Esto sucede en un arco, o en una ballesta. Pero, en una gomas de fusil no. ¿Y por qué? porque tienen masa. Es decir, las gomas han adquirido una energía cinética que no es despreciable (como pasa en un arco).
Así tenemos que la Energía potencia elastica (Ep) en su paso por el punto de reposo se divide en Energía cinética de la varilla (Ecv), energía cinética de las gomas (Ecg) y pérdidas por rozamiento (R):
Ep = Ecv + Ecg + R
en este punto tenemos que:
1.- A varilla más pesada, la velocidad de paso por reposo es menor, por lo que la Ecg también será menor, ya que la masa de las gomas es constante. A misma Ep, esto implica mayor Evc. Es decir, se ha transferido menos energía a la velocidad de las gomas y más a la varilla.
2.- (y esta la suelto como pedrada ya que no la tengo del todo clara). A menor velocidad y mayor masa de la varilla, mayor será el tiempo de contacto entre gomas y varilla, por lo que mayor cantidad de la Ecg, se transformará en Ecv.
3.- A menor velocidad, menor será la R, con un incremento de Ecv y Ecg.
CONCLUSIÓN: A mayor masa de varilla, mayor será Ecv.
